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船舶及工业保护涂料

涂料和涂装基础知识培训课程赵荣坊12May

Kunshan1/186Idon’tknowIdon’tknowIknowIdon’tknowIknowIknowIdon’tknowIknow我不知道我不知道我知道我不知道我知道我知道我不知道我知道学习过程2/186怎样成为优异销售员？做人知识、经验方法、技巧3/186

船舶及工业保护涂料

讲座主要内容1.钢铁腐蚀腐蚀基本原理腐蚀和涂料作用用涂料方法来防腐蚀2.涂料技术涂料组成和功效涂料分类漆膜形成机理主要涂料种类和性能3.表面处理表面污物表面处理标准表面处理方法和设备4.涂装施工施工方法和设备混合，混合后使用时间干燥和固化时间涂料涂布率和损耗系数4/186涂料及涂装在国民经济中地位全世界每年腐蚀损失＝2~4%国民生产总值全世界每90秒就有一吨钢铁变成铁锈世界钢铁年产量50%用于钢结构更新中国，每年腐蚀损失＝4%国民生产总值达5000亿人民币全方面采取防腐技术，我国每年最少降低700亿人民币5/186金属腐蚀钢铁是腐蚀最为严重金属，是研究腐蚀主要对象金属受周围环境介质化学作用或电化学作用而降解或损坏现象称为腐蚀6/186钢铁腐蚀

钢铁是应用最广泛工业用材矿藏资源丰富相对价格廉价加工制作方便缺点-

腐蚀！7/186发生腐蚀条件氧水(电解液)不一样电位差假如三者缺一，腐蚀就不会发生

8/186高分子化合物结构性空隙有一定透氧率、透水率是一个“半透膜”涂料不能完全阻止腐蚀发生！

压力差温差浓差9/186腐蚀循环加热

铁矿金属铁

氧化铁1500°C(钢)

化学性稳定化学性不稳定

涂料,阴级保护,合金

还原反应

氧水

锈

Fe2O3

化学性稳定

10/186cathodecathodeanodeWaterH2OH++OH-SteelFe2++2OH-Fe(OH)24Fe(OH)2+O22Fe2O3.2H2O4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3Cathodicreactions2H++2eH2 acid/withoutO2O2+2H2O+4e4OH- neutral/alkalineO2+4H++4e2H2O acidAnodicreactionFeFe2++2e腐蚀反应过程11/186发生电化学腐蚀条件阳极(Anode)阴极(Cathode)金属通道(MetallicPathway)电解液(Electrolyte)12/186影响腐蚀速度几个原因1.氧气浓度2.电解液（水）导电率3.双金属接触4.阳极和阴极相对尺寸5.酸碱度6.金属应力（如焊接/弯曲）7.金属纯度8.电解液流动速度（动或静）13/186金属电极电位阳极端电位(伏特，银/甘汞)

镁-1.50锌-1.03铝-0.79钢铁-0.61铸铁-0.61铅-0.50锡-0.42黄铜-0.30铜-0.28枪炮钢-0.26镍铜-0.25镍-0.14银-0.13钛-0.10不锈钢(钝化)-0.08阴极端14/186钢铁在海水中腐蚀海水中钢铁腐蚀产生可溶于水铁化合物铁+氧氧化铁铁+氯氯化铁铁+硫硫化铁铁氯化物和硫化物都是水溶性这些会降低漆膜之间结协力（渗透压）15/186什么叫涂料（Coat）？含有流动性粘稠液体涂于物体表面后在常温或加温后干燥硬化在物体表面形成皮膜给物体以保护、装饰或特殊作用16/186什么叫油漆（Paint）？对涂料习惯称呼早期涂料为油性基料由桐油、豆油熬成熟油作为基料从漆树采取生漆17/186为何要使用涂料？防腐蚀

装饰

预防货物污染

抗磨损

防滑

阻燃

伪装

防海洋生物

耐热18/186为何要使用涂料？这些特征和功效取决于以下几点：A涂料本身成份与配方B正确表面处理C正确涂装施工

油漆企业仅仅直接控制涂料配方和成份，但不能控制表面处理和施工19/186涂料主要成份1.颜料(PIGMENTS)2.基料(BINDERS)3.溶剂(SOLVENTS)4.添加剂(ADDITIVES)20/186颜料(PIGMENTS)三种类型着色颜料(COLOURING)2.填充颜料/体质颜料(EXTENDING/FILLER)3.防锈颜料(ANTI-CORROSIVE)21/186着色颜料主要功效1.着色(COLOUR)2.不透明(OPACITY)3.吸收紫外线(UVABSORPTION)

22/186填充颜料（体质颜料）主要功效1.提供固体体积2.控制光泽3.控制触变性（粘度）4.提供保护膜（吸收紫外线）5.提供漆膜硬度6.提供机械强度7.预防化学侵蚀8.降低成本23/186防锈颜料

两种类型活性颜料主要功效1电化学作用2.吸收紫外线

比如

金属锌

锌铬酸盐

磷酸盐

四氧化三铅（红丹）屏蔽颜料主要功效1屏蔽作用2吸收紫外线比如云母氧化铁（MIO）铝粉玻璃鳞片滑石粉云母24/186基料其它名称1.载体(MEDIUM)2.媒介物(VEHICLE)3.树脂(RESIN)4.混合物(MATRIX)5.清漆(VARNISH)6.聚合物(POLYMER)7.成膜物(FILMFORMER)25/186基料

有两种类别基料1.可变基料发生化学改变—固化作用

固化--基料变成固态化学改变（不可逆过程）2.不可变基料发生物理改变--干燥作用

干燥--溶剂挥发引发基料由液态变成固态物理改变（可逆过程）

26/186基料

可变基料

5个不一样固化过程1.大气氧气固化醇酸树脂氨基油改性树脂氨基醇酸树脂环氧酯硅基醇酸树脂醇酸酚醛树脂2.大气湿气固化无机硅酸盐湿气固化聚胺酯聚硅氧烷3.固化剂化学固化双组份环氧双组份聚胺酯三组份聚胺酯三组份乙烯酯4.热固化有机硅5.紫外线固化

27/186氧化干燥涂料主要特征

如醇酸树脂涂料优点1.单组份产品2.轻易施工（刷，滚，喷）3.重涂性好4.轻易维修5.装饰性好6.耐侯性好7.亲用户性，气味小8.相对安全9.相对表面处理要求低10.低温气候下轻易干燥（氧化）11.闪点较高12.相对成本低缺点1.防化学侵蚀能力差（酸/碱）2.耐溶剂性差3.不宜用水浸泡4.干膜厚度有限5.抗磨损性有限28/186化学固化涂料特征

环氧涂料(EPOXY)优点1.耐化学性好2.耐溶剂性好3.防水性好4.耐油性好5.硬度高6.固体含量高7.高干膜厚度8.可制成无溶剂涂料9.更适合饮水舱用缺点1.双组份2.混合后使用时间有限制3.长时间装饰效果差4.气味大5.用户亲和性差6.固化时间取决于温度7.表面处理要求相对较高8.比较危险9.需控制重涂间隔时间10.相对成本高29/186聚氨酯涂料主要特征(POLYURETHANE)优点1.极佳装饰性2.耐候性好3.耐化学性好4.耐溶剂性好5.低温下干燥6.三种主要类别

聚酯/异氰酸酯：高抗化学性

丙烯酸/异氰酸酯：重涂间隔时间长湿固化异氰酸酯：单组份

缺点1.双组份2.混合后使用时间有限制3.对高湿度敏感4.固化剂中含异氰酸酯5.喷涂施工中对健康有害6.成本比较高7.含刺激性气味溶剂8.通常只用于表层涂装30/186富锌涂料(ZINCRICH)

有机锌和无机锌涂料1.有机锌涂料颜料：金属锌基料：常规环氧/聚酰胺固化：双组份环氧涂料耐热：最高150摄氏度表面处理St3(小修补区域)--Sa2.5（需要一定粗糙度）比无机锌涂料轻易施工2.无机锌涂料两种类型：1.溶剂型2.水溶型

惯用是溶剂型颜料：金属锌基料：硅酸乙酯固化:经过空气中湿气耐热：最高400摄氏度耐腐蚀和抗磨损性好表面处理：Sa2.5施工比较困难；漆膜过厚轻易龟裂31/186环氧富锌和无机硅酸锌涂料区分1.环氧富锌环氧树脂对钢材良好附着力环氧树脂对锌粉良好包裹、粘合性一定阴极保护作用2.无机硅酸锌锌粉、硅酸乙酯、钢表面之间化学反应钢纯度越高越好涂料本身粘协力差(Cohesion）

超厚轻易龟裂需要封闭漆32/186溶剂（1）溶剂:-溶解基料-稀释基料1.涂料中溶剂是有机挥发混合物

然而，水在一些涂料中也被用来充当溶剂2.涂料中溶剂能降低涂料粘度，让涂料能够用以下三种方法附着在表面：

i)刷涂ii)滚涂iii)喷涂

溶剂对施工后漆膜形成也很主要3.施工和漆膜形成后，就不再需要溶剂，因为蒸发作用，漆膜中不再含溶剂。33/186溶剂（2）4.所以，溶剂成了污染环境废物。5.当今，涂料在满足施工和干燥条件下，尽可能少混合

溶剂。6.高固态涂料只需要少许溶剂。7.稀料和清洗剂中含有溶剂。

34/186用涂料方法保护钢铁35/186涂料保护作用由以下几点组成1.屏蔽作用(BARRIEREFFECT)2.化学抑制(CHEMICALINHIBITION)3.阴极保护作用(CATHODICPROTECTION)4.附着力(ADHESIONFORCES)5.黏协力(COHESIVESTRENGTH)36/186附着力(ADHESION)

物理性

化学性增加表面粗糙度来增加表面积从而增加接触面（范德华力）氢键共价键离子键37/186物体间吸引力(附着力)范德华力固体液体(油漆)38/186涂料“缺点”收缩应力溶剂滞留施工环境39/186表面处理40/186

表面处理目标:

去除底材表面污物,使涂料直接和钢材接触41/186表面污物1.可溶性盐2.铁锈3.油/脂4.水5.污泥/尘土6.氧化皮7.松动旧涂层8.海生物42/186

表面处理标准43/18644/18645/18646/186表面处理标准

I.S.O. S.S.P.C.N.A.C.E.J.S.R.A.Sa1 SP7 No4Sa2 SP6 No3 Sd1Sa2.5 SP10 No2 Sd2Sa3 SP5 No1 Sd3I.S.O.8501-11988标准钢材锈 St(工具) Sa(喷砂)蚀等级

A - - - - 2.5 3B 2 3 1 2 2.5 3C 2 3 1 2 2.5 3D 2 3 1 2 2.5 347/186主要表面处理标准对应关系48/186ISO8501-11988钢铁锈蚀等级A.钢材表面大面积覆盖着氧化皮B.氧化皮开始脱落，局部开始生锈C.表面已经全部生锈，没有氧化皮或者氧化皮能够被刮去D.表面已经全部生锈，没有氧化皮，肉眼能够看见坑蚀49/18650/186ISO8501-11988手工和机械处理标准St2:用手工工具或动力工具较彻底处理，肉眼观察下，表面应该没有油脂，污泥，松动氧化皮，铁锈，漆皮和杂质St3:用手工工具或动力工具非常彻底处理，与St2标准相比，要使金属表面看起来更有金属光泽

51/186ISO8501-11988喷砂标准Sa1:轻扫肉眼观察，表面应无油、脂和污物，无松动氧化皮，锈，漆皮和其它杂物Sa2:彻底肉眼观察，表面应无油脂和污物，除去大部分氧化皮，无锈，漆皮和其它杂物Sa2½:非常彻底肉眼观察，表面应无油、脂和污物，无氧化皮，锈，漆皮和其它杂物，仅允许痕迹存在

Sa3:完全彻底肉眼观察，表面应无油、脂和污物，无氧化皮，锈，漆皮和其它杂物，表面呈金属本色52/186手工喷砂53/186手工喷砂54/186手工喷砂55/186半自动真空喷砂56/186ISOSa257/186ISOSa2.558/186手工工具电动钢丝刷风动针枪手工钢丝刷59/186St2St3手工钢丝刷处理60/186动力工具处理后表面(St3)61/186动力工具处理后表面(St2)62/186表面处理方法63/186表面处理方法1.溶剂清理(SOLVENTCLEANING)

去除表面全部油脂

溶剂或稀释剂只能用在较小区域

水溶性清洁剂对大面积区域清理比较有效

2.高压淡水清洗(HIGHPRESSUREWATERWASHING)

去除海水中或污染环境中水溶性盐

去除清洁剂乳化液

去除松动污泥

去除海生物

64/186表面处理方法3.手工处理(MANUALPREPARATION)

I重铲II敲、凿III钢丝刷

去除松动锈层

能到达St2、St3标准4.动力工具清理(POWERTOOLCLEANING)I旋转钢丝刷清理

注意铁锈确实被去除而不但仅是抛光II

旋转砂轮盘清理III针枪冲击清理

用在相对小和难以处理区域

比手工清理更有效

能到达St2、St3标准65/1865. 干式喷砂清理(DRYABRASIVEBLASTING)

表面处理标准方法

磨料为钢丸、钢砂，矿渣，砂和金属熔炉渣

不能完全去除可溶性盐

能到达Sa1,Sa2,Sa2½

和Sa3标准6.高压水清理(HYDROJETTING)

低压水清洗

高压水清洗

高压喷射清理

超高压喷射清理

水和磨料喷射–湿喷砂

去除盐分最好方法

单独用水不能产生粗糙度

表面处理方法66/186干式压缩空气喷砂清理设备1.空压机

压力(7kg/cm²)

流量(6m³/分–用于一把枪) (洁净空气

–

无油或水)2. 空气软管（内径尺寸为喷嘴尺寸4倍）3. 水气分离装置4. 喷砂机或“罐”5. 喷砂管和外置式接头6. 喷嘴（直管型，

文邱里型）7. 操作员

两人操作--沟通好67/186压缩空气喷砂设备68/186移动式空压机69/186空压机多用出风接口70/186喷砂软管外置式接头71/186喷砂机磨料控制阀Meteringvalveshouldbeclosedwhenstartingtoblastthenprogressivelyopenedtoobtainoptimumefficiencyforblastingstandardandabrasiveuse.72/186表面粗糙度73/186触针式粗糙度仪74/186ISO8503粗糙度比照样块75/186拓片式粗糙度仪76/186什么是高压水清理

一个完全依靠水力量冲击表面以到达清理作用技术两种惯用操作水压1.高压清理在700bar(10,000psi)以上2.超高压清理在1700bar(25,000psi)以上77/186高压水清洗78/186高压水清理79/186高压水清理喷水枪近景80/186旧涂层全部能够除去！81/186涂装施工82/186

涂装施工1.手刷通惯用在小或难以施工区域，如焊缝，自由边，转角等处预涂。为了到达要求漆膜厚度，需要多层涂装。2.滚涂

滚涂比手刷快，不过依然主要适用小面积修补。当喷涂因为喷涂污染而不能进行时，通常使用滚涂。为了到达要求漆膜厚度，需要多层涂装。83/186手工刷涂(BRUSHING)84/186各种漆刷和滚筒85/186滚涂(ROLLING)86/186

滚涂87/186施工方法3.空气喷涂或常规喷涂(AIRSPRAYING)

这种施工方法通惯用来进行低粘度涂料和无机硅酸锌涂料施工。用低压压缩空气进行雾化，所以常规喷涂不能进行厚浆型和高粘度涂料施工。4.高压无气喷涂(AIRLESSSPRAYING)

进行重防腐和高粘度涂料施工最惯用和最快方法。它利用高流速和高压力来使涂料雾化。施工时可利用喷嘴尺寸和角度，进出压力，喷涂技术来进行控制。

88/186有气喷涂（喷壶枪）89/186有气喷涂90/186无气喷涂91/186无气喷涂92/186高压无气喷涂机气缸油缸进油管93/186高压无气喷漆枪回转枪嘴安全锁扳机94/186高压无气喷涂机95/186有气喷涂？无气喷涂？96/186有气喷涂97/186双组份喷漆泵98/186双组份喷漆泵（防火涂料专用）99/186

施工条件防止在以下不利条件下施工1.低于5摄氏度（只能用低温固化涂料）2.高于50摄氏度（干喷，成膜差）3.大风（大量涂料损失）4.不要在下雨，雾，结露情况下，在湿表面涂装检验露点程序：1.用旋转式湿度计取得干湿球温度2.用露点计算盘计算相对湿度和露点3.用数字式温度计测量表面温度100/186涂料混合SigmaguardCSF650基料为白色，固化剂为绿色101/186涂料混合混合油漆需注意以下事项：1施工前确保容器内每一个成份被充分混合2确保双组分涂料中基料和固化剂充分混合，使之发生正确、完全化学反应混合涂料程序：1.防止在混合中污染油漆，比如脏搅拌器和油漆罐等2.尽可能使用机械搅拌,对于双组份产品更必须使用机械搅拌器3.对于双组份产品，应使用正确基料和与其配套固化剂（参阅产品说明书）4.用正确百分比对基料和固化剂进行混合5.尽可能整套涂料混合。假如需要分开混合，注意使用正确百分比。102/186涂料混合103/186涂料混合104/186涂料混合105/186涂料稀释只有在被允许和需要情况下使用稀释剂。使用正确稀释剂（参阅产品说明书）过分稀释可能造成：1.溶剂滞留2.流挂3.漆膜固化不充分4.降低固体含量，影响干膜厚度106/186混合后使用时间全部双组分产品都存在混合后可使用时间。这是涂料在混合后和固化前能用来施工时间。当温度升高时混合后使用时间降低，当温度降低时混合后使用时间延长（请查阅产品说明书）。不要一次混合过多涂料。不要经过添加稀释剂来延长混合后使用时间。涂料超出混合后使用时间会造成浪费，并可能破坏喷涂设备。107/186高压无气喷涂

喷涂施工要领检验喷嘴尺寸和喷出压力（参阅产品说明书）保持喷枪距离表面30cm-45cm保持喷枪和表面成90度角枪距（水平方向）50cm-1m水平方向移动并与表面平行每次动作结束后都应释放扳机枪与枪之间交叠50%（确保漆膜厚度均匀）108/186正确喷涂技术

喷枪与表面一直保持90°

对错错90°>90°喷枪喷枪喷枪<90°109/186正确110/186不正确111/186高压无气喷涂112/186

高压无气喷涂113/186

高压无气喷涂114/186

湿膜厚度与干膜厚度关系在施工时到达正确湿膜厚度使之最终形成一定干膜厚度（查看产品数表）。在溶剂挥发之前尽可能快用湿膜测厚仪来检验湿膜厚度，及时作出对应调整，以到达要求湿膜厚度。湿膜厚度和干膜厚度百分比取决于固体含量。100微米固体含量为50%湿膜厚度=50微米干膜厚度100微米固体含量为70%湿膜厚度=70微米干膜厚度用电磁或磁力测量仪来检验干膜厚度115/186漆膜厚度分布.高压无气喷涂目标厚度100microns116/186膜厚分布直方图（标准膜厚250微米）测点数膜厚范围117/186膜厚分布直方图（标准膜厚250微米）测点数膜厚范围118/186涂料涂布量和损耗119/186涂料损耗1.

实际损耗原因

容器

设备

过渡喷涂

溢出

混合后使用时间

风力2.隐性损耗原因

表面粗糙度

膜厚分布（包含交叠）

120/186涂料涂布率1.涂布率（m2/litre）=理论涂布率(TSR)

= 固体含量%x10

干膜厚度（um)

2. 理论涂布量=

涂布面积理论涂布率TSR

实际涂布率(PSR)=理论涂布率TSRX（1-损耗系数%）

3.实际涂布量=涂布面积

实际涂布率PSR

举例

涂布面积=1000m2理论涂布率TSR=4m2/l

损耗系数=30%实际涂布率PSR=4x0.7=2.8m2/l实际涂布量

10002.8==357Ltrs

121/186

固体含量%x10=理论涂布率干膜厚度（um)

干膜厚度（um)

=固体含量(%)湿膜厚度（um)

122/186举例:固体含量:75%,DFT:125um75X10=750÷125=6m²/L123/1861um0.000001m(1um)x1000m²=0.001m³=1dm³=1L1L油漆(湿)能够覆盖1um厚X1000m²面积1000m²124/186实际涂布量计算方法125/186实际涂布量两种表示方式损耗系数(LOSSFACTOR)表示方式为m²/L

举例:LOSSFACTOR=30%

实际涂布量=(1-0.3)=0.7m²/L126/186实际涂布量两种表示方式施工系数表示方式为L/m²

举例:LOSSFACTOR=30%

实际涂布量=(1-0.3)=0.7

m²/L=1L

0.7m²=1.43L/m²127/186涂料涂布率和损耗系数损耗系数:10% 施工系数:X1.1120% X1.2530% X1.4340% X1.6650% X2.00

128/186损耗系数/施工系数与油漆消耗量关系图损耗系数%

施工系数%

129/186涂料实际使用量计算公式P=(1+a)QSQ=理论使用量(L/m²)S=施工面积(m²)a=损耗系数a=a1+a2+a3+a4+a5+a6+ai130/186a1风速3m/s0.2a2形状型钢0.2钢管(D=250mm)0.5a3涂料种类单组分0.07双组分0.15a4膜厚要求80/20法则0.190/10法则0.15a5修补单组分0.1双组分0.15a6表面粗糙度(70-100um)0.2损耗系数a

131/186粗糙度(um)额外用量(L/m²)300.02450.03600.04750.05900.061050.07粗糙度对油漆用量影响20,000x0.05=1,000L!!!132/186裸露钢材/第一度漆

带有底漆钢材/后道漆底材种类及施工方法

新喷砂除锈A-B-CISOSa2.5

旧除锈CSt3/DISOSa2.5

新包含涂有车间底漆钢材旧主要用于维修保养

内外内外内外内外大面积

无气喷涂有气喷涂辊涂

1.431.671.672.01.331.541.541.821.672.02.02.51.541.821.822.221.541.541.671.671.431.431.671.67小面积

无气喷涂有气喷涂辊涂

1.822.222.222.851.672.02.02.52.02.52.852.851.822.222.52.51.331.331.331.431.251.251.431.43管架

无气喷涂辊涂

5.555.555.555.555.555.555.555.551.251.251.251.251.251.251.431.43133/186注：大面积–船壳、甲板、货舱等小面积–桅杆、柱子、机座等管架–梯、管子、扶手、拦杆等因为表面粗糙度原因，第一道底漆用量通常都大于后道油漆。

134/186涂料缺点135/186缺点涂料最常见缺点：

干燥慢或者干燥不完全

表面变色

脱落

返锈

起泡

流挂/垂挂136/186

漆病-干燥慢或者干燥不完全

定义：涂料在一定时间内不能触碰或者没有干硬原因：常规涂料在施工前未能正确搅拌，使油漆中干燥剂未被彻底混合。双组份材料没有按正确百分比混，缺乏固化剂造成固化不彻底。加入了错误类型或数量稀释剂。

补救方法：让涂料继续干燥24小时，观察其是否干燥。假如涂料还是软或粘，用机械方法铲去漆膜直到露出干硬本体。重新施工，确保材料正确搅拌、混合。假如需要，加入适量稀释剂。检验露点和相对湿度。137/186漆病-表面变色(DISCOLOURATION)定义：涂料表面颜色和原来施工时不一样原因：涂料表面粗糙有污物沉淀

因紫外线或化学侵蚀造成树脂分解（通常变黄）

涂料刚喷完后受到雨水、雾、霜、潮气影响腐蚀部位锈水流过造成铁锈着色补救方法:用清水冲洗，假如需要能够使用水基清洁剂或者溶剂清洗。假如述方法无效，能够用细砂纸轻轻打磨直到原来颜色显现出来，过一段时间后重新用面漆修补。138/186防污漆变色139/186环氧漆发白140/186环氧漆发白141/186漆病-脱落(DETACHMENT)定义:涂层与底材之间或涂层与涂层之间分离原因:涂漆前表面受到油、脂污染涂漆前表面有锈

油漆配套不合理

超出最大涂装间隔期

旧涂层堆积，内部产生应力补救方法:铲去松动漆皮，如有锈，则用钢丝刷或针枪将锈除去。淡水冲洗，修补对应底漆和面漆142/186涂漆前氧化皮未除去143/186油漆涂在潮湿表面144/186漂亮吗？145/